功率因数校正系统及方法技术方案

提供了一种功率因数校正(PFC)系统和方法。所述PFC系统包括：PFC电路，其接收AC输入电压，并且使用开关从AC输入电压生成DC输出电压；第一过零点模块，其基于如下来确定所述AC输入电压的第一过零点：第一电压和当AC输入电压从小于第一预定电压转变至大于第一预定电压时的第一时间，以及第二电压和述AC输入电压从小于第二预定电压转变至大于第二预定电压时的第二时间，其中，第一预定电压小于零，并且第二预定电压大于零；参考模块，其基于第一过零点生成至少在相位和频率上对应于AC输入电压的正弦参考信号；以及开关控制模块，其基于正弦参考信号来控制开关的切换。

【技术实现步骤摘要】
功率因数校正系统及方法本申请为2017年4月14日提交的、国际申请号为PCT/US2017/027699、专利技术名称为“用于电压控制的方法及滤波系统”的、进入中国国家阶段的申请号为201780035647.X的中国专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请是2017年1月30日提交的美国申请第15/419,464号、2017年1月30日提交的美国申请第15/419,423号以及2017年1月30日提交的美国申请第15/419,394号的PCT国际申请。本申请要求于2016年4月15日提交的美国临时申请第62/323,517号、2016年4月15日提交的美国临时申请第62/323,538号、2016年4月15日提交的美国临时申请第62/323,527号以及2016年4月15日提交的美国临时申请第62/323,607号的最早的提交日期和优先权的权益。以上提及的申请的全部公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种电压转换器，更具体地，涉及控制电压转换器的切换的方法和滤波系统的电路。
技术介绍
在此提供的背景描述是出于总体上呈现本公开内容的背景的目的。既不明确地也不隐含地认为目前署名的专利技术人在该背景部分中描述的范围内的工作以及在提交时不作为现有技术的描述的方面是针对本公开内容的现有技术。电机用于各种各样的工业和住宅应用，包括但不限于供热通风与空气调节(HVAC)系统。仅作为示例，电机可以驱动HVAC系统中的压缩机。还可以在HVAC系统中实现一个或更多个附加电机。仅作为示例，HVAC系统可以包括驱动与压缩机相关联的风扇的另一电机。可以在HVAC系统中包括另一电机以驱动与蒸发器相关联的风扇。
技术实现思路
在一个特征中，描述了一种功率因数校正(PFC)系统。误差控制模块基于期望的直流(DC)电压与测量的DC电压之间的差来确定第一电流需求。滤波器模块将滤波器应用于第一电流需求以产生第二电流需求。加权模块(i)基于上述差来确定分别用于第一电流需求和第二电流需求的第一加权值和第二加权值，(ii)基于第一电流需求和第一加权值来确定第三电流需求，以及(iii)基于第二电流需求和第二加权值来确定第四电流需求。电流需求模块基于第三电流需求和第四电流需求来确定最终电流需求。电流控制模块基于最终电流需求来控制PFC装置的开关的切换。在又一特征中，求和模块基于第三电流需求和第四电流需求的和来确定第五电流需求。电流需求模块将陷波滤波器应用于第五电流需求并且基于陷波滤波器的输出来确定最终电流需求。在又一特征中，电流需求模块基于陷波滤波器的输出乘以正弦参考信号的值来设置最终电流需求，该正弦参考信号被生成为与输入交流(AC)电压在相位和频率上同步。在又一特征中，滤波器系数模块基于输入交流(AC)电压的频率来设置陷波滤波器的滤波器系数。在又一特征中，当上述差小于预定值时，加权模块将第三电流需求设置为零。在又一特征中，当上述差小于预定值时，加权模块将第四电流需求进一步设置为等于第二电流需求。在又一特征中，当上述差大于预定值时，加权模块增大第一加权值并且减小第二加权值。在又一特征中，当上述差大于预定值时，加权模块随着上述差增大而增大第一加权值并且随着上述差增大而减小第二加权值。在又一特征中，加权模块：基于第一电流需求乘以第一加权值来设置第三电流需求；并且基于第二电流需求乘以第二加权值来设置第四电流需求。在又一特征中，滤波器模块将低通滤波器应用于第一电流需求以产生第二电流需求。在一个特征中，一种功率因数校正(PFC)方法包括：基于期望的直流(DC)电压与测量的DC电压之间的差来确定第一电流需求；将滤波器应用于第一电流需求以产生第二电流需求；基于上述差确定分别用于第一电流需求和第二电流需求的第一加权值和第二加权值；基于第一电流需求和第一加权值来确定第三电流需求；基于基于第二电流需求和第二加权值来确定第四电流需求；基于第三电流需求和第四电流需求来确定最终电流需求；以及基于最终电流需求来控制PFC装置的开关的切换。在又一特征中，PFC方法还包括：基于第三电流需求和第四电流需的和来确定第五电流需求；并且将陷波滤波器应用于第五电流需求，其中确定最终电流需求包括基于陷波滤波器的输出来确定最终电流需求。在又一特征中，确定最终电流需求包括基于陷波滤波器的输出乘以正弦参考信号的值来设置最终电流需求，该正弦参考信号被生成为与输入交流(AC)电压在相位和频率上同步。在又一特征中，PFC方法还包括基于输入交流(AC)电压的频率来设置陷波滤波器的滤波器系数。在又一特征中，PFC方法还包括，当上述差小于预定值时，将第三电流需求设置成零。在又一特征中，PFC方法还包括，当上述差小于预定值时，将第四电流需求设置成等于第二电流需求。在又一特征中，PFC方法还包括，当上述差大于预定值时，增大第一加权值并且减小第二加权值。在又一特征中，PFC方法还包括，当上述差大于预定值时，随着上述差增大而增大第一加权值并且随着上述差增大而减小第二加权值。在又一特征中，PFC方法还包括：基于第一电流需求乘以第一加权值来设置第三电流需求；并且基于第二电流需求乘以第二加权值来设置第四电流需求。在又一特征中，滤波器是低通滤波器。在一个特征中，描述了一种功率因数校正(PFC)系统。期望关断时段模块基于至PFC电路的输入电压和PFC电路的输出电压来确定用于PFC电路的开关的期望关断时段。当通过PFC电路的电感器的测量电流大于通过电感器的需求电流时，开关控制模块将开关从接通状态转变至关断状态，并且在从接通状态转变至关断状态之后在期望关断时段内保持开关处于关断状态。在又一特征中，期望关断时段模块使用如下中的一个来设置期望关断时段：(i)将输入电压和输出电压与期望关断时段相关联的等式；以及(ii)将输入电压和输出电压与期望关断时段相关联的查找表。在又一特征中，期望关断时段模块使用等式：来设置期望关断时段，其中DOP是期望关断时段，tp是预定的切换周期，vI是输入电压，并且vO是输出电压。在又一特征中，开关控制模块：响应于确定在(i)从接通状态转变至关断状态的时间与(ii)当前时间之间的时间段大于期望关断时段，将开关从关断状态转变至接通状态；并且保持开关处于接通状态直到通过PFC电路的电感器的测量电流大于通过电感器的需求电流。在又一特征中，电流需求模块基于输出电压与输出电压的期望值之间的差来确定通过电感器的需求电流。在又一特征中，期望关断时段模块还基于开关的切换周期来确定期望关断时段。在又一特征中，期望接通时段模块确定用于开关的期望接通时段，期望接通时段是可变的，并且期望关断时段模块基于切换周期减去期望接通时段来设置期望关断时段。在又一特征中，期望接通时段模块基于通过电感器的最大电流、通过电感器的需求电流和输入电压来设置用于开关的期望接通时段，并且期望关断时段模块基于切换周期减去期望接通时段来设置期望关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率因数校正PFC系统，包括：/nPFC电路，其接收交流AC输入电压，并且使用开关从所述AC输入电压生成直流DC输出电压；/n第一过零点模块，其基于如下来确定所述AC输入电压的第一过零点：/n第一电压和当所述AC输入电压从小于第一预定电压转变至大于所述第一预定电压时的第一时间；以及/n第二电压和当所述AC输入电压从小于第二预定电压转变至大于所述第二预定电压时的第二时间，/n其中，所述第一预定电压小于零，并且/n其中，所述第二预定电压大于零；/n参考模块，其基于所述第一过零点生成至少在相位和频率上对应于所述AC输入电压的正弦参考信号；以及/n开关控制模块，其基于所述正弦参考信号来控制所述开关的切换。/n

【技术特征摘要】
20160415 US 62/323,607;20160415 US 62/323,517;20161.一种功率因数校正PFC系统，包括：
PFC电路，其接收交流AC输入电压，并且使用开关从所述AC输入电压生成直流DC输出电压；
第一过零点模块，其基于如下来确定所述AC输入电压的第一过零点：
第一电压和当所述AC输入电压从小于第一预定电压转变至大于所述第一预定电压时的第一时间；以及
第二电压和当所述AC输入电压从小于第二预定电压转变至大于所述第二预定电压时的第二时间，
其中，所述第一预定电压小于零，并且
其中，所述第二预定电压大于零；
参考模块，其基于所述第一过零点生成至少在相位和频率上对应于所述AC输入电压的正弦参考信号；以及
开关控制模块，其基于所述正弦参考信号来控制所述开关的切换。


2.根据权利要求1所述的PFC系统，还包括：
第二过零点模块，其基于如下来确定所述正弦参考信号的第二过零点：
所述正弦参考信号的第一值和当所述正弦参考信号从大于第三预定电压转变至小于所述第三预定电压时的第三时间；以及
所述正弦参考信号的第二值和当所述正弦参考信号从大于第四预定电压转变至小于所述第四预定电压时的第四时间，
其中，所述第四预定电压小于零，并且
其中，所述第三预定电压大于零，
其中，所述参考模块还基于所述第二过零点生成所述正弦参考信号。


3.根据权利要求2所述的PFC系统，其中，所述参考模块基于所述AC输入电压的所述第一过零点与所述正弦参考信号的所述第二过零点之间的差来生成所述正弦参考信号。


4.根据权利要求2所述的PFC系统，其中，所述第三预定电压等于所述第二预定电压，以及
其中，所述第四预定电压等于所述第一预定电压。


5.根据权利要求4所述的PFC系统，其中，所述参考模块还基于所述AC输入电压的所述第一过零点与所述正弦参考信号的所述第二过零点之间的一个周期差的一半来生成所述正弦参考信号。


6.根据权利要求2所述的PFC系统，其中：
所述第一预定电压和所述第二预定电压在幅值上相等，以及
所述第三预定电压和所述第四预定电压在幅值上相等。


7.根据权利要求1所述的PFC系统，还包括滤波器模块，其对使用电压传感器测量的所述AC输入电压的值进行滤波，并且基于所述滤波来产生所述第一电压和所述第二电压。


8.根据权利要求7所述的PFC系统，还包括：
滤波器校正模块，其基于所述AC输入电压的频率来确定对所述第一过零点的校正，
其中，所述参考模块还基于所述校正来生成所述正弦参考信号。


9.根据权利要求1所述的PFC系统，其中，所述第一过零点模块基于所述第一电压、所述第一时间、所述第二电压和所述第二时间使用线性插值来确定所述AC输入电压的所述第一过零点。


10.根据权利要求1所述的PFC系统，还包括：基于所述正弦参考信号来确定电流需求的电流需求模块，
其中，当通过所述PFC电路的电感器的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·E·格林，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US